JP2009200077A - 半導体装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウェハの各検出部を損傷させることなく複数の半導体チップに切断し得る半導体装置の製造装置を提供する。
【解決手段】半導体ウェハ３０をダイシングブレード１２により複数の切断予定ラインに沿い切断分離して検出部を有する半導体チップを複数成形する半導体装置の製造装置であるダイシング装置１０において、ダイシングブレード１２に切削液Ｗ_１を噴射する切削液噴射装置１４と、切断対象の切断予定ライン近傍の半導体ウェハ３０を覆うためのカバー１３であって、ダイシングブレード１２の刃先部が挿入可能なスリット２１ａが形成されるカバー１３と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェハをダイシングブレードにより切断して複数の半導体チップを成形する半導体装置の製造装置に関するものである。

従来より、半導体ウェハ、特に、機械的強度が低い薄膜構造部が多数形成される半導体ウェハをダイシングブレードにより切断して複数の半導体チップを成形する半導体装置の製造装置に関する技術として、例えば、下記特許文献１に開示される薄膜構造部形成基板のダイシング方法がある。このダイシング方法では、ダイシングブレードの冷却および切屑除去のために吹き付ける純水の圧力（切削液の噴射）から薄膜構造部を保護するために、薄膜構造部形成基板の薄膜構造部側面に保護層を形成した後にダイシングブレードにより個別の半導体チップに切断する。そして、このように切断された各半導体チップの保護層をプラズマエッチングや樹脂剥離液等の手段で剥離させた後にダイシング用シートから個々の半導体チップを剥がしている。

また、下記特許文献２に開示される半導体力学量センサでは、各可動部を保護するために各可動部をそれぞれキャップにて覆うことで、ウェハ状態から半導体チップにダイシングカットする際の水圧や水流（切削液の噴射）から各稼動部を保護している。
特開２００４−１８６２５５号公報 特開２００１−１１９０４０号公報

しかしながら、上述した薄膜構造部形成基板のように、切削液の噴射から各検出部を保護するために各検出部上に保護層を形成する場合、ダイシングブレードによる切断後に各半導体チップの保護層を剥離させる必要があるため、作業が複雑となり製造コスト低減の障害となる。

また、検出部が検出対象に直接接触することにより当該検出対象の物理量を検出するものであれば、上述した半導体力学量センサのように各検出部をキャップにて覆うことで保護する場合、ダイシングブレードによる切断後に各半導体チップのキャップを外す必要があるため、作業が複雑となり製造コスト低減の障害となる。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、半導体ウェハの各検出部を損傷させることなく複数の半導体チップに切断し得る半導体装置の製造装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の半導体装置の製造装置では、半導体ウェハ（３０）をダイシングブレード（１２）により複数の切断予定ライン（Ｌ）に沿い切断分離して検出部（３２）を有する半導体チップを複数成形する半導体装置の製造装置（１０）において、前記ダイシングブレードに切削液（Ｗ_１）を噴射する切削液噴射手段（１４）と、切断対象の前記切断予定ライン近傍の前記半導体ウェハを覆うためのカバー（１３，１６，１７，２１，２４）であって、前記ダイシングブレードの刃先部が挿入可能なスリット（２１ａ）が形成されるカバーと、を備えることを技術的特徴とする。

請求項１の発明では、半導体装置の製造装置は、切断対象の切断予定ライン近傍の半導体ウェハを覆うためのカバーを備えている。そして、このカバーには、ダイシングブレードの刃先部が挿入可能なスリットが形成されている。

高速回転するダイシングブレードにより半導体ウェハを切断予定ラインに沿い切断する際には、ダイシングブレードの冷却および切屑除去等のために切削液噴射手段により切削液がダイシングブレードに向けて噴出される。

そして、カバーに形成されるスリットの長手方向の中心線を半導体ウェハの切断対象の切断予定ラインに一致させこのスリットに高速回転するダイシングブレードの刃先部を挿入した状態で半導体ウェハを切断する。

これにより、切断時に切断対象の切断予定ライン近傍の半導体ウェハは、カバーに覆われることとなるので、切削液噴射手段からの切削液が半導体ウェハに形成される各検出部に直接噴出されることを防止することができる。各検出部が機械的強度が低い薄膜構造部等で形成される場合には特に有効である。
したがって、半導体ウェハの各検出部を損傷させることなく複数の半導体チップに切断することができる。

請求項２発明では、カバーには、スリットの周縁から半導体ウェハ方向に突出して当該半導体ウェハに接触する接触部が設けられる。これにより、切削液噴射手段からの切削液が、スリットを介して各検出部に直接噴射されることを確実に防止することができる。

請求項３の発明では、上記接触部は、スリットの周縁から当該スリットの開口面積を小さくするように傾斜状に突出して半導体ウェハに接触するように形成される。これにより、切断時に接触部に付着した切屑を、切削液噴射手段から噴射される切削液により容易に排除することができる。

請求項４の発明では、上記接触部は、軟質材料からなる。これにより、半導体ウェハの切断時にカバーを半導体ウェハに近接させたときに、接触部が半導体ウェハに接触してもこの半導体ウェハの接触部位を損傷させることもない。

請求項５の発明では、カバーは、切断時における切断対象の前記切断予定ラインを除いた前記半導体ウェハの全面を覆うように形成される。これにより、切削液噴射手段からの切削液がダイシングブレードから逸れるように噴射された場合であっても各検出部に直接噴射されないので、各検出部を確実に保護することができる。

請求項６の発明では、カバーは、透明材料からなる。これにより、スリットの長手方向の中心線を半導体ウェハの切断対象の切断予定ラインに一致させるようにカバーを半導体ウェハに対して位置合わせする際に、カバーを介して切断対象の切断予定ラインおよびその近傍の半導体ウェハ部位を視認できるので、容易に位置合わせをすることができる。

請求項７の発明では、半導体ウェハの表面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段が設けられている。半導体ウェハの表面に付着した切削液や切屑が乾燥して固着すると各検出部の性能に悪影響を及ぼす場合がある。そこで、洗浄液供給手段により洗浄液を半導体ウェハの表面に供給することにより、切削液や切屑が半導体ウェハの表面に付着して乾燥することを防止することができる。

以下、半導体装置の製造装置としてのダイシング装置に本発明を適用した各実施形態について図を参照して説明する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態におけるダイシング装置１０の全体概略斜視図である。図２は、カバー１３により半導体ウェハ３０を保護した状態を示す拡大断面図である。

図１に示すように、ダイシング装置１０は、半導体ウェハ３０を切断分離して検出部である薄膜構造部３２を有する半導体チップを複数成形するための装置であって、主に、テーブル１１と、ダイシングブレード１２と、カバー１３と、切削液噴射装置１４と、洗浄液供給装置１５とを備えている。

図２に示すように、半導体ウェハ３０は、基板３１の表面に各薄膜構造部３２を形成した後に基板３１の裏面側から各薄膜構造部３２を残すように空洞部３３をそれぞれ設けることにより形成されている。

このように形成される半導体ウェハ３０は、その裏面が当該半導体ウェハ３０を囲む図略のフレームの裏面とともにダイシングテープ３４により貼着された状態で、テーブル１１に真空吸着される。

ダイシングブレード１２は、例えば、ダイヤモンド砥粒等を埋め込んで円盤状に形成されている。このダイシングブレード１２は、図略のモータの回転軸に連結されて高速回転可能に支持されている。

図１および図２に示すように、カバー１３は、アクリル樹脂等の透明材料からなる保護板２１と、この保護板２１に形成されるスリット２１ａの周縁から下方に突出する接触部２２とを備えている。保護板２１は、切断対象の切断予定ラインＬ近傍の半導体ウェハ３０を覆うように形成されている。

図２に示すように、スリット２１ａは、その幅寸法がダイシングブレード１２の幅より長く隣接する両薄膜構造部３２の端部間よりも短く設定され、かつ、高速回転するダイシングブレード１２の刃先部が挿入可能に形成されている。

接触部２２は、半導体ウェハ３０への接触により当該半導体ウェハ３０を損傷させることを防止するために、ゴム材料等の軟質材料により形成されている。

切削液噴射装置１４は、高速回転するダイシングブレード１２の冷却および切屑除去のための切削液Ｗ_１として、例えば、純水を、ダイシングブレード１２の切断方向側の刃先部および両側面に所定の噴射量にて噴射するように構成されている。

洗浄液供給装置１５は、半導体ウェハ３０の表面に付着した切削液や切屑が乾燥して固着することを防止するための洗浄液Ｗ_２として、例えば、純水を、各薄膜構造部３２に影響しない程度の流量であって切削液Ｗ_１や切屑等が停滞しない程度の流量にて半導体ウェハ３０の表面に供給するように構成されている。

このように構成される本第１実施形態に係るダイシング装置１０によるダイシング方法について、図３（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明する。図３（Ａ）は、スリット２１ａの長手方向の中心線を切断対象の切断予定ラインＬに一致させた状態でカバー１３により半導体ウェハ３０を保護した状態を示す拡大断面図であり、図３（Ｂ）は、ダイシングブレード１２により半導体ウェハ３０を切断する状態を示す拡大断面図であり、図３（Ｃ）は、半導体ウェハ３０を切断後にダイシングブレード１２およびカバー１３を上方へ移動させた状態を示す拡大断面図である。

まず、半導体ウェハ３０が真空吸着されたテーブル１１をダイシングブレード１２およびカバー１３に対して所定の位置に配置する。そして、図３（Ａ）に示すように、カバー１３のスリット２１ａの長手方向の中心線を切断対象の切断予定ラインＬに一致させた状態にて、カバー１３により切断対象の切断予定ラインＬ近傍の半導体ウェハ３０を保護する。このとき、カバー１３の接触部２２は、半導体ウェハ３０の薄膜構造部３２近傍の基板３１に接触している。

次に、図３（Ｂ）に示すように、ダイシングブレード１２の刃先部をカバー１３のスリット２１ａに挿入させた状態で切断予定ラインＬに沿い基板３１を切断する。その際、切削液噴射装置１４により切削液Ｗ_１がダイシングブレード１２の切断方向側の刃先部および両側面に噴射される。

このとき、切断予定ラインＬ近傍の各薄膜構造部３２は、カバー１３の保護板２１および接触部２２により保護されているので、切削液噴射装置１４からの切削液Ｗ_１が各薄膜構造部３２に直接噴射されることもない。

切断対象の切断予定ラインＬに沿う基板３１の切断が終了すると、図３（Ｃ）に示すように、ダイシングブレード１２およびカバー１３をテーブル１１に対して上方に移動させる。そして、半導体ウェハ３０をテーブル１１とともに次の切断対象となる切断予定ラインＬを切断可能な位置に移動させる。このようなダイシング作業を繰り返すことにより、半導体ウェハ３０を各半導体チップに切断することができる。

以上説明したように、本第１実施形態に係るダイシング装置１０は、切断対象の切断予定ラインＬ近傍の半導体ウェハ３０を覆うためのカバー１３を備えている。そして、このカバー１３には、ダイシングブレード１２の刃先部が挿入可能なスリット２１ａが形成されている。

高速回転するダイシングブレード１２により半導体ウェハ３０を切断予定ラインＬに沿い切断する際には、ダイシングブレード１２の冷却および切屑除去等のために切削液噴射装置１４により切削液Ｗ_１がダイシングブレード１２に向けて噴出される。

そして、カバー１３に形成されるスリット２１ａの長手方向の中心線を半導体ウェハ３０の切断対象の切断予定ラインＬに一致させこのスリット２１ａに高速回転するダイシングブレード１２の刃先部を挿入した状態で半導体ウェハ３０を切断する。

これにより、切断時に切断対象の切断予定ラインL近傍の半導体ウェハ３０は、カバー１３に覆われることとなるので、切削液噴射装置１４からの切削液Ｗ_１が半導体ウェハ３０に形成される各薄膜構造部３２に直接噴出されることを防止することができる。
したがって、半導体ウェハ３０の検出部である薄膜構造部３２を損傷させることなく複数の半導体チップに切断することができる。

また、本第１実施形態に係るダイシング装置１０のカバー１３には、スリット２１ａの周縁から半導体ウェハ３０方向に突出して当該半導体ウェハ３０に接触する接触部２２が設けられている。これにより、切削液噴射装置１４からの切削液Ｗ_１が、スリット２１ａを介して各薄膜構造部３２に直接噴射されることを確実に防止することができる。

さらに、本第１実施形態に係るダイシング装置１０では、上記接触部２２は、ゴム材料等の軟質材料により形成されている。これにより、半導体ウェハ３０の切断時にカバー１３を半導体ウェハ３０に近接させたときに、接触部２２が半導体ウェハ３０に接触してもこの半導体ウェハ３０の接触部位を損傷させることもない。

さらに、本第１実施形態に係るダイシング装置１０では、カバー１３の保護板２１は、アクリル樹脂等の透明材料により形成されている。これにより、スリット２１ａの長手方向の中心線を半導体ウェハ３０の切断対象の切断予定ラインＬに一致させるようにカバー１３を半導体ウェハ３０に対して位置合わせする際に、保護板２１を介して切断対象の切断予定ラインＬおよびその近傍の半導体ウェハ３０部位を視認できるので、容易に位置合わせをすることができる。

さらに、本第１実施形態に係るダイシング装置１０は、半導体ウェハ３０の表面に洗浄液Ｗ_２を供給する洗浄液供給装置１５を備えている。これにより、洗浄液供給装置１５により洗浄液Ｗ_２を半導体ウェハ３０の表面に供給することで、切削液Ｗ_１や切屑が半導体ウェハ３０の表面に付着して乾燥することを防止することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るダイシング装置１０について図４を参照して説明する。図４は、本発明の第２実施形態におけるダイシング装置１０の要部を示す拡大断面図である。

本第２実施形態に係るダイシング装置１０では、上記第１実施形態にて述べたカバー１３に代えて、カバー１６を採用している点が、上記第１実施形態に係るダイシング装置と異なる。したがって、第１実施形態のダイシング装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

図４に示すように、カバー１６は、上述したスリット２１ａが形成された保護板２１と、このスリット２１ａの周縁から当該スリット２１ａの開口面積を小さくするように傾斜状に突出する接触部２３とを備えている。

このように、本第２実施形態に係るダイシング装置１０では、接触部２３がスリット２１ａの開口面積を小さくするように傾斜状に形成されているので、切断時に接触部２３に付着した切屑等を、切削液噴射装置１４から噴射される切削液Ｗ_１により容易に排除することができる。
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係るダイシング装置１０について図５を参照して説明する。図５は、本発明の第３実施形態におけるダイシング装置１０の全体概略斜視図である。

本第３実施形態に係るダイシング装置１０では、上記第１実施形態にて述べたカバー１３に代えて、カバー１７を採用している点が、上記第１実施形態に係るダイシング装置と異なる。したがって、第１実施形態のダイシング装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

図５に示すように、カバー１７は、上述したスリット２１ａが形成されるとともに半導体ウェハ３０の直径の約３倍の大きさであって、切断時における切断対象の切断予定ラインＬを除いた半導体ウェハ３０の全面を覆うように形成される保護板２４と、スリット２１ａの周縁から下方に突出する上記第１実施形態にて述べた接触部２２とを備えている。

このように、本第３実施形態に係るダイシング装置１０では、カバー１７の保護板２４は、切断時における切断対象の切断予定ラインＬを除いた半導体ウェハ３０の全面を覆うように形成されている。これにより、切削液噴射装置１４からの切削液Ｗ_１がダイシングブレード１２から逸れるように噴射された場合であっても各薄膜構造部３２に直接噴射されないので、各薄膜構造部３２を確実に保護することができる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）半導体ウェハ３０に形成される各検出部は、薄膜構造で形成される薄膜構造部３２であることに限らず、薄膜構造でない検出部であってもよいし、機械的強度が低い検出部であってもよい。

（２）切削液噴射装置１４は、切削液Ｗ_１を、ダイシングブレード１２の切断方向側の刃先部および両側面に噴射することに限らず、高速回転するダイシングブレード１２の冷却および切屑除去するために適切な方向から噴射してもよい。

（３）切削液噴射装置１４から噴射される切削液Ｗ_１の勢いが弱い状態であれば、カバー１３の接触部２２を廃止するようにしてもよい。

（４）上記各実施形態におけるカバー１３，１６，１７は、１枚の保護板２１，２４にスリット２１ａが設けられて構成されることに限らず、ダイシングブレード１２の両側に配置される２枚の保護板がそのダイシングブレード１２に沿う縁部にてスリット２１ａの幅に相当する距離で離間するように構成されてもよい。

本発明の第１実施形態におけるダイシング装置の全体概略斜視図である。 カバーにより半導体ウェハを保護した状態を示す拡大断面図である。 図３（Ａ）は、スリットの長手方向の中心線を切断対象の切断予定ラインに一致させた状態でカバーにより半導体ウェハを保護した状態を示す拡大断面図であり、図３（Ｂ）は、ダイシングブレードにより半導体ウェハを切断する状態を示す拡大断面図であり、図３（Ｃ）は、半導体ウェハを切断後にダイシングブレードおよびカバーを上方へ移動させた状態を示す拡大断面図である。 本発明の第２実施形態におけるダイシング装置の要部を示す拡大断面図である。 本発明の第３実施形態におけるダイシング装置の全体概略斜視図である。

符号の説明

１０…ダイシング装置（半導体装置の製造装置）
１１…テーブル
１２…ダイシングブレード
１３，１６，１７…カバー
１４…切削液噴射装置（切削液噴射手段）
１５…洗浄液供給装置（洗浄液供給手段）
２１，２４…保護板
２１ａ…スリット
２２，２３…接触部
３０…半導体ウェハ
３２…薄膜構造部（検出部）
Ｗ_１…切削液
Ｗ_２…洗浄液

Claims (7)

1. 半導体ウェハをダイシングブレードにより複数の切断予定ラインに沿い切断分離して検出部を有する半導体チップを複数成形する半導体装置の製造装置において、
   前記ダイシングブレードに切削液を噴射する切削液噴射手段と、
   切断対象の前記切断予定ライン近傍の前記半導体ウェハを覆うためのカバーであって、前記ダイシングブレードの刃先部が挿入可能なスリットが形成されるカバーと、
   を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
2. 前記カバーには、前記スリットの周縁から前記半導体ウェハ方向に突出して当該半導体ウェハに接触する接触部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造装置。
3. 前記接触部は、前記スリットの周縁から当該スリットの開口面積を小さくするように傾斜状に突出して前記半導体ウェハに接触するように形成されることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造装置。
4. 前記接触部は、軟質材料からなることを特徴とする請求項２または３に記載の半導体装置の製造装置。
5. 前記カバーは、切断時における切断対象の前記切断予定ラインを除いた前記半導体ウェハの全面を覆うように形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造装置。
6. 前記カバーは、透明材料からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置の製造装置。
7. 前記半導体ウェハの表面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置の製造装置。

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